基于STM32的智能家居语音控制系统设计

基于STM32的智能家居语音控制系统设计

作者：彭森 盛安妮

来源：《环球市场》2019年第26期

摘要：STM32语音识别控制系统运用的是ASR语音识别软件，对家居照明进行控制，甚至亮度也能够调节。此外，系统在运行中还可以控制音响。使用智能手机就可以远程控制各种家具设备，实现无感化设计。本论文着重研究基于STM32的智能家居语音控制系统设计方面的问题。

关键词：STM32;智能家居;语音控制系统;设计

从当前的智能家居系统设计情况来看，其中所包括的内容为智能家电控制、智能照明控制、智能安全防护控制等等，各种家用电器都可以采用智能控制的方式，这是当前的社会发展趋势，人们生活的舒适度也有所提高。人们使用智能手机就可以体验智能化的家居生活，机器对自己的意图做出判断，对环境产生感应性，通过智能技术的控制，联动解决。 一、智能家居语音控制系统的设计

基于STM32的智能家居语音控制系统在设计的过程中，所构建的模块为Zigbee模块，结合使用TM32语音芯片和STC15F2K60S2芯片。整个的系统控制都是采用无线组网技术来完成的[1]。STC单片机集成，数据信息传输的过程中所发挥的是Zigbee组网技术的作用，在主要的控制平台上嵌入语音芯片，就可以应用语音控制的方式对各种家用电器进行调控。 二、智能家居语音控制系统的硬件设计 （一）MCU的选择

智能家居语音控制系统设计中选择MCU的时候，以STC15F2K60S2单片机作为主要控制单元。这个单片机的优点在于不仅控制的速度快，而且具有较高的安全可靠性，资源丰富、功耗低，而且还具有温度范围宽的特点。STC15F2K60S2具有大容量片内RAM数据存储器，可以达到2048个字节，还有通用I/O引脚26个，ADC是10位高速的，共8通道。这些都可以满足语音控制智能家居系统的设计要求，另外其不仅操作简单，而且成本也非常低。 （二）智能語音控制系统的设计方案

本设计是运用STM32语音识别模块处理语音信号，并对信号进行识别，数据信息的传输采用Zigbee模块数据，还要结合使用单片机主控芯片，这样就可以控制智能开关系统，同时

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

还可以控制智能功率放大器系统，智能家居照明系统得到远程控制。如果系统的运行成功，STM32语音识别模块运行之后，语音信息就会反馈，MP3软件将语音播放出来[2]。 （三）智能开关系统的设计方案

本设计可实现插座的定时控制和开关控制。这个功能可以在生活中推广。电子产品的普及引发了一些安全方面的问题，其中能源补充的相关问题非常值得关注。过度充电或者离开的时候忘记关闭电源是主要的原因。通过语音轻松设置电源插座，就可以使用智能手机定时开关，就可以对家用电器的开关进行控制，对于用户而言这是非常安全可行的。在这个语音控制系统的设计中，我们主要采用了ASR语音识别技术，通过Zigbee模块对插座进行控制，就可以对家用电器定时开关。

（四）设计智能功放系统的方案

在快节奏的工作和生活中，这种设计可以控制很多的功能，比如，音乐的播放可以得到控制，欣赏音乐的过程中能够充分放松。这个产品的语音控制功能还可以对音乐进行切换[3]。其是采用ASR语音识别技术，运行Zigbee模块对信息无线控制，包括音乐的播放、暂停，以及蓝牙功能等等都可以远程控制。音频信号也可以通过FFT快速傅立叶变换在屏幕上呈现出来。

（五）智能照明系统的设计方案

本设计可以对LED灯开关采用语音控制的方式，包括光线和色彩都能够进行调节。照明无处不在，在各个场合都有，采用智能控制的方式，使得照明更加方便，也更加人性化。通过语音遥控的方式取代机械操作，是人工智能的优势。这种产品的生产，主要是为了满足人们的便捷性需要。本设计在设计的时候应用ASR语音识别技术，运行Zigbee模块就可以对灯光进行无线控制，还可以调节LED灯的色彩，单片机所发挥的作用是PWM调光，用于调节灯光的色彩[4]。

三、智能家居语音控制系统的软件设计 （一）智能家居语音控制系统的程序设计

从语音识别程序的组成来看，其包括语音模块、语音识别芯片，都是采用STM32控制。语音识别芯片的运行中，可以执行各种操作，主要是由寄存器执行。比如，设置标志的操作、读取芯片的操作都需要发挥语音识别芯片的作用，并获得语音识别结果[5]。 （二）智能家居照明系统的程序设计

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

在本设计阶段，需要将STC51系列单片机充分利用起来，启动定时器中的PWM模式就可以对LED灯亮度进行调节，包括开关的PWM波也可以得到有效控制。发挥PWM波的脉冲频率作用，就可以对LED灯的亮度以及色彩进行调节。在程序中，要将串口初始化，还要对定时器初始化，对PWM的运行状态进行调整。接收信息的时候通过串口的指令完成，就可以读取信息，也可以中断指令，这样就可以对家居照明系统予以有效控制。 四、结束语

通过上面的研究可以明确，智能家居是当前重要的发展趋势，但是从当前的智能家居系统运行情况来看，依然存在不完善之处。系统中的STM32语音识别使得家居更加智能化充分发挥语音控制的作用，由此构建了无感化的家居系统，真正意义地实现智能化运行。随着系统的运行，发挥语音传递的作用就可以让灯亮起来，并对亮度进行调节控制。另外，控制电灯开关的时候可以采用定时的方法控制好功放。 参考文献：

[1]李勇，蔡利强，谭国炎.基于STM32单片机的家居设备语音控制系统设计[J].科技与创新，2018（05）：87-88.

[2]苏珍，康学亮，马飞虎.基于STM32系统的智能语音控制的垃圾桶设计[J].机电信息，2019（18）：98-99.

[3]王雅倩，刘欢，于鹏.基于物联网+手机客户端的智能养老院服务系统[J].电子测试，2017（2）：75-76.

[4]王艳，陈妹君，李昂.基于语音控制和蓝牙通信的智能家居系统设计与实现[J].物联网技术，2018，8（12）：107-110.

[5]关超，柴宝仁.基于STM32的智能家居控制系统的设计与实现[J].轻工科技，2019（02）：25-26.

基金项目：2019年湖南省大学生创新创业训练计划项目（编号1895）资助;湖南省教育厅基金（18B428）资助项目。